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柴油发电机组调速器的静态和动态指标 |
柴油发电机的不同转速是通过改变每一循环的喷油量获得的。在一定的外界负荷条件下，供给柴油发电机一定燃油量，使柴油发电机发出的功率与外界负荷相平衡，柴油发电机就在某一转速下稳定运行。柴油发电机的外界负荷是经常变动的，欲使柴油发电机的功率与新的外界负荷相适应，就应及时改变喷油量。为了使柴油发电机在选定的转速下稳定运行，必须装有专门的调速器，通过它自动地改变柴油发电机喷油泵的喷油量，以适应外界负荷的变化。
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柴油发电机调速板接线图 |
一、调速器的性能指标
1、调速器的静态指标
（1）稳定调速率 δ2
调速器标定工况下的稳定调速率δ2是根据标定工况突卸全部负载求得的。它是指当操纵手柄在标定供油位置不变，柴油发电机在标定工况稳定运行时突卸全部负载，调速器起作用使柴油发电机重新稳定运行后，其最高空载转速（空车稳定转速）n0max与标定转速nb之差同标定转速nb比值的百分比， 稳定调速率δ2用来衡量调速器的准确性。调速器存在调速率（也称速度降）说明当外界负荷变化时，柴油发电机的转速会有少量波动，其值较小就表示准确性好；如果δ2过大，不仅对被带动的工作设备的稳定工作不利，即便对空转时柴油发电机零件的磨损也是有害的。稳定调速率的大小应根据柴油发电机的用途和要求而定，我国海船建造规范规定，船用主机调速器的稳定调速率应不超过10％，船用发电柴油发电机调速器的稳定调速率应不超过5％。对于单台柴油发电机允许δ2＝0，它表示柴油发电机的转速不会随外界负荷变化而保持恒速运转。但在几台柴油发电机并联工作时，为了按比例均衡分配负载，各柴油发电机的稳定调速率δ2必须相等且不为零。
（2）转速波动率 Φ 或转速变化率
柴油发电机在稳定运转时，转速也会产生微小的波动，转速的变化程度可用“转速波动率Φ”或“转速变化率 ”来评价，两者定义不同，均用来衡量调速器的稳定性。一般让柴油发电机在某转速稳定运行15min，测定其间的转速波动情况。转速波动率Φ表征稳定工况下转速波动的大小，转速变化率 表征其转速变化的大小。为保证柴油发电机可靠运转，一般规定在标定工况时，Ф≤0.25％～0.5％， ≤0.5％～1％。如果超过规定范围，就表示调速系统的工作不正常。
（3）不灵敏度ε
调速器在工作时，因为调速器内的运动元件之间存在摩擦阻力，从调速器到喷油泵之间的传动件（拉杆、杠杆、销轴等）之间有间隙，各零件运动时有摩擦阻力和惯性力。因此当柴油发电机外界负荷有点变化并引起转速微量增加或减少时，调速器不会立即作出反应去改变供油量，而要到转速变化量足够大时，调速器才开始起到喷油量的调节作用。这种现象称为调速器的不灵敏性，通常用不灵敏度ε来表示不灵敏性的大小：
不灵敏度过大会引起柴油发电机转速不稳定，严重时会导致调速器失去作用，甚至产生飞车事故。不灵敏度ε随柴油发电机转速高低会有差异，当柴油发电机转速较低时，因调速器预紧力较小，产生张力也小，而传动机构的阻力却反而增大，造成不灵敏度加大。 一般规定在标定转速时ε≤1.5％～2％，在最低稳定转速时ε≤10％～13％。
2、调速器的动态指标
由一个平衡转速过渡到另一个平衡转速之间所反应的调速系统的特性，称为调速器的动态特性，用作评定调速系统调节过渡过程性能的动态指示，通常采用下列二项。
（1）瞬时调速率
根据试验时负荷的突卸与突加，可分为突卸负荷瞬时调速率 和突加负荷瞬时调速率 两种。1 n, _( e9 }1 b% r; s
① 突卸负荷瞬时调速率
指柴油发电机先在标定工况下稳定运行，然后突然卸去全部负荷，测定转速随时间的变化关系。
② 突加负荷瞬时调速率
与突卸负荷情况相似，当柴油发电机在最高空载转速nmax 下稳定运转时，突加全部负荷，转速也会突然下降，最低瞬时转速为nmin，再经几次收敛性的波动后，才会稳定在标定转速nb运行。船用主机一般要求 ≤10％～12％，对船用发电柴油发电机要求 ≤10％。
（2）稳定时间 ts
过渡过程的稳定时间是指突卸（或突加）全负荷后，转速开始波动到转速达到新的稳定范围（指转速波动率Ф不大于规定值）为止的时间，表明消除过渡过程中波动现象的快慢，以秒计。稳定时间ts越短，说明转速消除得快，调速器的稳定性越好。ts一般限制在5s～10s，对于船用柴油发电机，要求ts≤5s。一个好的调速系统，其调速过程应满足三个条件：一是过渡过程的转速波动是收敛的，即转速波动的幅度随时间增长而减小；二是过渡中转速瞬时波动的幅度不应过大，以免柴油发电机超速而影响其可靠性；三是过渡时间不应过长，转速应迅速达到稳定。
二、转速的调整
① 如果控制屏装有转速调整电位器，松开锁紧螺母，将电位器调整到中间位置，固定
② 将电子调速控制器上的电位器分别调整到如下位置：增益（Gain）20％；积分（I)20％；微分(D)30％；下垂（Droop）0％。
③ 将转速调整电位器逆时针旋转到锁定位置，再顺时计旋转10圈，此时电位器设定在中间位置。启动机组同时将转速调整到1500r/min,使机组热机到适当温度。
④ 顺时针旋转增益（Gain）电位器使发电机的运转出现不稳定，可缓慢地逆时针旋转使发电机恢复稳定运转。
⑤ 如果电子调速控制器上有微分（D)和积分（I)电位器，按第④步的方法调整。
⑥ 检查转速是否有偏差，并将转速调到1500r/min。
⑦为使机组在满载状态下向负载提供正常工作频率，在空载情况下调整发电机的下垂特性。
50.0Hz/1500r/min---下垂0％
51.5Hz/1545r/min---下垂3％
52.5Hz/1575r/min---下垂5％
⑧ 当发电机热机到适当温度后，调整转速电位器到规定的发电机转速。
⑨ 在空载条件下，慢慢顺时针旋转增益电位器直至发电机转速振荡；再慢慢逆时针减少增益值至发电机转速稳定；用短路线瞬时短路调速控制器上7号和10号端子来干扰调速器；如果发电机转速经过三次减幅振荡后恢复正常，则增益适当。
⑩ 加载和减载以确定发电机组的动态响应。如果机组调试满足标定，则调速器校验完毕。如果发电机组动态响应不能令人满意，则重复上一步骤。
⑪ 完成增益调整后，发电机组加满载，调整转速电位器使发电机组频率达到规定值。
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